]瞬變電磁正演通過地質(zhì)體的形狀和產(chǎn)狀與電性參數(shù)相結(jié)合，針對該地質(zhì)體模型引起的電性異常，通過根據(jù)礦體形態(tài)及賦存狀態(tài)，將該地區(qū)的金屬礦大致分為三種基本模型:層狀模型、透鏡體模型及向斜狀模型。對于這三種模型的瞬變電磁響應(yīng)研宄，首先要將地質(zhì)情況抽象總結(jié)為可描述的地質(zhì)模型，然后根據(jù)二維網(wǎng)格剖分，將地質(zhì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分與賦值，轉(zhuǎn)化為正演計(jì)算下的地球物理模型。根據(jù)總結(jié)出的模型，分別進(jìn)行二維有限差分的正演計(jì)算，研宄其響應(yīng)特點(diǎn)。
[0056]所述地質(zhì)-地球物理模型包括:單斜控礦、向斜控礦和斷層構(gòu)造控礦；所述單斜控礦表示為所述礦區(qū)礦床的礦體聚集的數(shù)量大于設(shè)定閾值；所述向斜控礦表示為所述礦區(qū)礦床的礦帶的空間分布呈向斜結(jié)構(gòu)；所述斷層構(gòu)造控礦表示為所述礦區(qū)礦床的礦層收到斷層作用呈透鏡狀，所述向斜結(jié)構(gòu)為褶曲的基本形態(tài)之一，與背斜相對。在地殼運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)大擠壓作用下，巖層會(huì)發(fā)生塑性變形，產(chǎn)生一系列的波狀彎曲，兩翼指向上方，中央向下屈曲。
[0057]所述確定所述礦區(qū)在水平方向上的狀態(tài)信息之前還包括:
[0058]根據(jù)所述磁法掃面測量結(jié)果，圈定所述礦區(qū)的異常范圍。
[0059]所述對所述地質(zhì)-地球物理模型的磁法正演模擬之前包括:
[0060]通過對所述礦區(qū)的地球物理勘探，獲得所述勘探對象的物理性質(zhì)，地球物理勘探包括以下至少之一:重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、地?zé)峥碧胶?或放射性勘探；所述物理性質(zhì)包括以下至少之一:密度、磁性、電性、彈性、熱性和/或放射性，所述電性包括電阻特性和極化特性。
[0061]所述狀態(tài)信息包括數(shù)量、形態(tài)產(chǎn)狀、延伸規(guī)模。
[0062]如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種條帶狀鐵礦評估裝置，包括:
[0063]建模模塊，用于對待評估礦區(qū)進(jìn)行地質(zhì)成礦分析，根據(jù)分析結(jié)果建立所述礦區(qū)的特征地質(zhì)模型，并建立與所述特征的地質(zhì)模型對應(yīng)的地質(zhì)-地球物理模型；
[0064]水平預(yù)測模塊，用于通過對所述地質(zhì)-地球物理模型的磁法正演模擬，確定所述礦區(qū)礦床的地球物理磁法響應(yīng)；實(shí)施磁法掃面測量，確定所述礦區(qū)在水平方向上的狀態(tài)信息;
[0065]豎直預(yù)測模塊，用于通過對所述地質(zhì)-地球物理模型的瞬變電磁正演模擬，確定所述礦區(qū)礦床的地球物理瞬變電磁響應(yīng)；實(shí)施瞬變電磁法探測，確定所述礦區(qū)在豎直方向上的狀態(tài)信息。
[0066]其中，所述裝置，還包括:
[0067]定位模塊，用于根據(jù)確定的所述礦區(qū)在水平方向上和豎直方向上的狀態(tài)信息，確定鉆探位置。
[0068]圈定模塊，用于根據(jù)所述磁法掃面測量結(jié)果，圈定所述礦區(qū)的異常范圍。
[0069]定性模塊，用于通過對所述礦區(qū)的地球物理勘探，獲得所述勘探對象的物理性質(zhì)，地球物理勘探包括以下至少之一:重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、地?zé)峥碧胶?或放射性勘探；所述物理性質(zhì)包括以下至少之一:密度、磁性、電性、彈性、熱性和/或放射性，所述電性包括電阻特性和極化特性。
[0070]本發(fā)明實(shí)施例首先進(jìn)行地質(zhì)成礦分析，預(yù)測成礦的有利條件和地球物理找礦突破的可行性，建立能夠代表華北克拉通條帶狀鐵礦典型賦存特征的地質(zhì)模型，并根據(jù)物性特征建立對應(yīng)的地球物理模型，然后針對各地質(zhì)-地球物理模型進(jìn)行預(yù)投入使用的地球物理方法正演模擬工作，獲得對該類型礦床典型地球物理響應(yīng)的認(rèn)識(shí)，隨后在正演模擬工作的指導(dǎo)下，首先實(shí)施磁法面積性測量工作，圈定條帶狀鐵礦異常范圍，初步了解礦化地質(zhì)體在平面上的數(shù)量、形態(tài)產(chǎn)狀和延伸規(guī)模；最后，在重點(diǎn)異常范圍內(nèi)，采用瞬變電磁法進(jìn)行測深，詳細(xì)了解礦化地質(zhì)體在垂向上的數(shù)量、形態(tài)產(chǎn)狀和延伸規(guī)模，并提供鉆探位置。
[0071]為降低地球物理解釋的多解性，實(shí)現(xiàn)條帶狀鐵礦的高精度探測，根據(jù)本區(qū)條帶狀鐵礦的地質(zhì)、地球物理特征，提出一套有效、易于快速實(shí)現(xiàn)的地球物理探測技術(shù)組合體系。從認(rèn)識(shí)條帶狀鐵礦的地質(zhì)、地球物理特征出發(fā)，建立合適的地質(zhì)-地球物理模型，獲取典型礦體模型的不同地球物理方法響應(yīng)特性，并據(jù)此指導(dǎo)建立針對不同物理參數(shù)、不同空間層次的地球物理探測技術(shù)組合。組合中的各種地球物理方法能夠相互補(bǔ)充、相互驗(yàn)證，為解釋工作提供不同的參考依據(jù)，實(shí)現(xiàn)分類型、分層次、分階段的條帶狀鐵礦探測。
[0072]1.地質(zhì)-地球物理建模
[0073]在對地質(zhì)事件及其成礦效應(yīng)研宄的基礎(chǔ)上，根據(jù)鐵礦成礦地質(zhì)背景，通過解剖典型礦床、成礦區(qū)帶，了解沉積型條帶狀鐵礦的礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、賦存部位、規(guī)模大小，及含礦巖層和地質(zhì)構(gòu)造等特征。通過經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ团c理論模型的交叉與整合，將抽象的地質(zhì)情況總結(jié)為可描述的地質(zhì)模型。通過對沉積變質(zhì)型鐵礦的分析總結(jié)，建立了三種最為普遍的地質(zhì)模型:1)單斜控礦，其礦石主要賦存與前寒武紀(jì)地層，并且該類型礦床的礦體大多聚集在一起。2)向斜控礦，是一種區(qū)域復(fù)合的向斜結(jié)構(gòu)，是控制礦帶的空間分布的同斜倒轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。3)斷層構(gòu)造控礦，礦層受到斷層的作用而呈透鏡狀。
[0074]上述建立的地質(zhì)模型，在成礦、控礦、賦礦概念上對條帶狀鐵礦礦體做出了描述，還對模型中的各種地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖形化并賦予其幾何特性和物理特性，建立地球物理勘探范疇下的地球物理模型。不同區(qū)域、不同背景下，地層、巖石和礦體的幾何及物理特性可能會(huì)存在較大的差異。針對不同的勘查區(qū)域，首先要詳細(xì)地分析礦區(qū)的區(qū)域地質(zhì)背景和巖、礦石的物理特性，獲得準(zhǔn)確的地球物理模型參數(shù)。
[0075]圖4-6為根據(jù)上述三種地質(zhì)模型建立的三種對應(yīng)地球物理模型示意圖。圖4為單斜控制的板狀礦體模型，圖5為向斜控制的向斜狀礦體，圖6為斷裂控制的透鏡狀礦體。需要說明的是，圖4-6所示的地質(zhì)-地球物理模型僅是代表各自礦體類型的最簡單、最基本的一種。針對不同研宄區(qū)域的具體地層、構(gòu)造，在基本模型基礎(chǔ)上可以進(jìn)行改進(jìn)，比如增加覆蓋層、斷裂，改變礦體規(guī)模、深度、產(chǎn)狀、與圍巖物理特性差異等。
[0076]2.地球物理數(shù)值模擬
[0077]地球物理勘探是通過觀測由于地下探測對象與周圍介質(zhì)物理性質(zhì)的差異所引起的物理場變化，來研宄探測對象的形態(tài)和性質(zhì)。利用了條帶狀鐵礦鐵礦的磁性和電性特征。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)和地質(zhì)模型的研宄結(jié)果，建立地球物理模型，并進(jìn)行數(shù)值模擬，快速獲得不同物探方法的典型響應(yīng)特性?，F(xiàn)在已經(jīng)利用的物理性質(zhì)包括密度、磁性、電性、彈性、熱性和放射性等。根據(jù)所利用的巖石的物理性質(zhì)不同，已經(jīng)形成了重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、地?zé)峥碧?、放射性勘探等。針對鐵礦的地球物理探測方法，目前公認(rèn)的最有效的方法主要是磁法和電法勘探，分別利用了鐵礦的磁性和電性(包括電阻特性和極化特性)特征。在進(jìn)行實(shí)際野外探測工作之前，對根據(jù)研宄區(qū)域地質(zhì)、地球物理資料建立起的地球物理模型進(jìn)行數(shù)值模擬，快速獲得不同物探方法的典型響應(yīng)特性并用于指導(dǎo)實(shí)際勘探、解釋是非常有必要的準(zhǔn)備工作?？紤]到方法的有效性，本發(fā)明對磁法、激發(fā)極化法、瞬變電磁法三種針對鐵礦不同物理特性的物探方法進(jìn)行了研宄。依照上述三種方法各自的正演理論，分別對三種方法在圖4-6所示模型下的典型響應(yīng)特征進(jìn)行了二維數(shù)值模擬工作，得到不同地球物理方法的典型響應(yīng)曲線。圖7-9為傾斜板狀礦體模型的磁法、激電、瞬變電磁響應(yīng)曲線。
[0078]3.地球物理測量
[0079]按照物探工作準(zhǔn)則，測量是由淺及深、由面及體的。即首先在測量區(qū)域內(nèi)進(jìn)行較為快速的地球物理的高精度磁法或激發(fā)極化法掃面工作，獲得礦體異常區(qū)域，圈定找礦靶區(qū)位置，獲得礦體或控礦構(gòu)造的大致信息；進(jìn)而在靶區(qū)位置進(jìn)行地球物理電磁測深工作，對礦體或控礦構(gòu)造在地下一定深度范圍內(nèi)的規(guī)模、產(chǎn)狀等信息進(jìn)行詳細(xì)勘察。根據(jù)沉積型鐵礦的地質(zhì)、地球物理特性，首先進(jìn)行磁法和激發(fā)極化法快速的掃面工作；根據(jù)磁法或激發(fā)極化法圈定的找礦靶區(qū)，結(jié)合目標(biāo)體深度，選擇合適的模塊類型和測網(wǎng)密度實(shí)施瞬變電磁法，目的是詳細(xì)了解礦化地質(zhì)體在垂向上的數(shù)量、形態(tài)產(chǎn)狀和延伸規(guī)模，并提供鉆探位置。
[0080]實(shí)施例一
[0081]1、地質(zhì)-地球物理模型建立
[0082]以下述礦藏為例具體說明本發(fā)明的方法的流程
[0083]下部以中性火山巖及凝灰?guī)r、雜砂巖為主，夾基性凝灰?guī)r及火山熔巖、沉積巖；中部和上部主要由泥質(zhì)巖、泥質(zhì)雜砂巖、雜砂巖、泥灰?guī)r及鐵硅質(zhì)巖組成。具工業(yè)價(jià)值的礦體主要產(chǎn)在氧化物相含鐵建造中，其礦物共生組合有四類:①石英+磁鐵礦；②石英+鏡鐵礦；③石英+磁鐵礦+硅酸鹽；④石英+磁鐵礦+鏡鐵礦+硅酸鹽。鐵礦可以分為三個(gè)主要的模型:層狀模型，向斜模型和透鏡狀模型。因此，設(shè)計(jì)的沉積型鐵礦的地球物理模型參數(shù)如下:礦體蓋層100m，礦體的厚度h = 50m，傾角a = 30°，礦體頂點(diǎn)坐標(biāo)為(0，0)，礦體電阻率P I = 10 Ω.m，圍巖電阻率P 2 = 100 Ω.m，如圖10所示。
[0084]2、地球物理模型計(jì)算
[0085]瞬變電磁法，基于電磁感應(yīng)原理，其發(fā)射天線放在地上或者插入地下，由短脈沖直流電激發(fā)。當(dāng)發(fā)射